1、汽車風窗刮水洗滌系統汽車風窗刮水洗滌系統 內容概要內容概要: :系統總述系統總述系統構成與功能描述系統構成與功能描述工作原理工作原理系統設計與開發系統設計與開發 系統發展方向系統發展方向性能與技術要求性能與技術要求雪花雪花水滴水滴泥、沙和灰塵泥、沙和灰塵昆蟲和其昆蟲和其它雜物它雜物 風窗刮水洗滌系統的重要性風窗刮水洗滌系統的重要性一、系統總述一、系統總述 風窗刮水洗滌系統布置示意圖一、系統總述一、系統總述風窗刮水器發展史風窗刮水器發展史1916年 傾斜式前風窗玻璃流行，手動刮水器應用于汽車。1924年 博世公司開始生產電動刮水器。1967年 隱蔽式前窗玻璃刮水器開始流行。 1922 1922年

2、年 卡迪拉克產量超過卡迪拉克產量超過20,00020,000輛。它的成功一部分就是輛。它的成功一部分就是因為其配備的標準風擋刮水器。因為其配備的標準風擋刮水器。 一、系統總述一、系統總述 刮水器按驅動方式驅動方式可分為機械式、真空式、氣壓式、液壓式和電動式。現代汽車一般采用電動刮水器 其優點是結構簡單、控制方便。前風窗刮水器類型前風窗刮水器類型一、系統總述一、系統總述三刮臂三刮臂雙刮臂雙刮臂單刮臂單刮臂按刮臂總成數量按刮臂總成數量一、系統總述一、系統總述用于一般車輛用于一般車輛多用于大型客多用于大型客車貨車車貨車風窗玻璃的風窗玻璃的高寬比高寬比1 1：1.751.75風窗玻璃的風窗玻璃的高寬比

3、高寬比1 1：1.751.75按按刮刮臂臂擺擺動動方方向向分分一、系統總述一、系統總述一、系統總述一、系統總述20-45次次/分鐘分鐘用于中、小雨用于中、小雨雪天氣雪天氣低速低速高速高速間歇間歇 45次次/分分用于大雨雪用于大雨雪天氣天氣約約2-12S一次一次用于蒙蒙細用于蒙蒙細雨天氣雨天氣 司機關閉雨刮器時，雨刮臂往往不停在適當的位置，阻礙司機的視線。為解決這一問題，雨刮器設有一個回位開關，控制雨刮器電機。當電機停止運轉時，雨刮臂就會停在風窗玻璃下的適當位置。刮水器的自動復位功能刮水器的自動復位功能一、系統總述一、系統總述凸輪開關凸輪開關 后雨刮器沒有專門的四連桿機構，只在電動機上附加一個緊

4、湊的轉換機構，將旋轉變為擺動。 后風窗刮水器：后風窗刮水器：6電器電器電器電器電器電器后刮水器M11后刮系統示意圖后刮系統示意圖一、系統總述一、系統總述 洗滌系統的組成： 風窗洗滌系統風窗洗滌系統一、系統總述一、系統總述儲液罐儲液罐洗滌泵洗滌泵輸水管輸水管噴嘴噴嘴 洗滌泵是洗滌系統的核心組成部分。它由永磁直流電機和離心式葉片泵構成一個小總成，一般安裝在儲液罐上，前后風窗的洗滌泵可以共用，通過電機的正反轉來實現。泵的噴射壓力約為7088KPa，其連續工作時間一般不超過1min。 洗滌泵一、系統總述一、系統總述系統總述系統總述系統構成與功能描述系統構成與功能描述工作原理工作原理系統設計與開發系統設

5、計與開發 系統發展方向系統發展方向性能與技術要求性能與技術要求序號項目技術標準要求技術標準要求1刮刷面積刮刷面積至少覆蓋至少覆蓋A A區域的區域的98%98%，B B區域的區域的80%80%2刮水頻率刮水頻率高頻高頻4545次次minmin，低頻，低頻2020次次minmin，且且4545次次minmin， 高低頻之差高低頻之差1515次次minmin3刮片復位刮片復位刮水器關閉，刮片自動返回至初始位置。刮水器關閉，刮片自動返回至初始位置。4壓緊力壓緊力曲刮曲刮 0.12N0.12Ncmcm，平刮，平刮 0.09N0.09Ncmcm。5刮刷效果刮刷效果初期：初期：整個刮刷范圍內充分刮凈，不出現

6、任何刮刷殘痕；整個刮刷范圍內充分刮凈，不出現任何刮刷殘痕；50104 ：整個刮刷范圍內充分刮凈，不出現任何刮刷殘痕；：整個刮刷范圍內充分刮凈，不出現任何刮刷殘痕；100104 ：允許局部出現模糊狀刮痕。：允許局部出現模糊狀刮痕。6刮片耐久性刮片耐久性 50 5010104 4次。次。二、性能與技術要求二、性能與技術要求 國別國別 國標國標GB15085GB15085 EEC 78-318 EEC 78-318 美國國家標準美國國家標準刮水器刮刷刮水器刮刷頻率頻率高頻高頻4545次次minmin，低頻低頻2020次次minmin，且且4545次次minmin， 高低頻之差：高低頻之差：1515次

7、次minmin高頻高頻4545次次minmin，低頻低頻1010次次minmin，且且5555次次minmin， 高低頻之差：高低頻之差：1515次次minmin高頻高頻4545次次minmin，低頻低頻2020次次minmin，高低頻之差：高低頻之差：1515次次minmin刮水器的固刮水器的固定定 此項空白此項空白刮片的固定結構和刮片的固定結構和固定方法應當保證固定方法應當保證能夠從風擋玻璃外能夠從風擋玻璃外表面拆下刮片以便表面拆下刮片以便于手動清潔。于手動清潔。 此項空白此項空白標準條款二、性能與技術要求二、性能與技術要求二、性能與技術要求二、性能與技術要求高低溫試驗高低溫試驗高低溫試驗

8、箱高低溫試驗箱刮水器在-4080溫度條件下應能正常工作,金屬件的油漆層和塑料噴涂層應無皺縮和起層現象。 刮水器經50104次刮刷循環后，應仍符合相關規定； 刮水器（除膠條外）經150104次刮刷循環后，應仍具有工作能力，刮桿對刮片壓緊力的變化率應在15以內，各零部件不得有明顯松動或其它異常現象出現；膠條耐久性不應低于50104次。 耐久性試驗耐久性試驗耐久試驗臺耐久試驗臺二、性能與技術要求二、性能與技術要求其他試驗及設備其他試驗及設備電機連桿耐久性測試洗滌器耐久性檢測高低溫交變箱二、性能與技術要求二、性能與技術要求系統總述系統總述性能與技術要求性能與技術要求工作原理工作原理系統設計與開發系統設

9、計與開發 系統發展方向系統發展方向系統構成與功能描述系統構成與功能描述風窗刮水系統的構成：風窗刮水系統的構成： 刮片刮片刮臂刮臂聯動機構聯動機構電機及減速機構電機及減速機構三、系統構成與功能描述三、系統構成與功能描述 雨刮器的動力源來自電動機。它是整個雨刮器系統的核心。它采用直流永磁電動機，一般與減速機械部分做成一體。減速機構的作用是減速增扭，其輸出軸帶動四連桿機構，通過四連桿機構把連續的旋轉運動改變為左右擺動的運動。 電機及減速機構電機及減速機構三、系統構成與功能描述三、系統構成與功能描述 聯動機構分為鋼索式和連桿式，現在大多應用連桿機構，連桿機構效率約為8090，刮刷角度在110度范圍內，

10、而且構造簡單，無噪聲，耐用，成本低，所以被廣泛采用。 聯動機構聯動機構三、系統構成與功能描述三、系統構成與功能描述四連桿機構 雨刮臂由刮臂頭部、刮片彈簧、刮桿和夾持架構成。 刮臂對刮片的壓緊力要求：平刮時每厘米刮片壓力為 0.090.13N，曲刮時為0.120.16N 雨刮臂雨刮臂三、系統構成與功能描述三、系統構成與功能描述 刮片是雨刮系統的執行器件，它由四連桿機構通過安裝在前圍板上的轉軸來帶動刮刷風窗玻璃。材料一般為氯丁橡膠與天然橡膠的合成膠 ，產品性能和壽命都要滿足GB 15085中相關的試驗要求。 雨刮片雨刮片 中國JB303281規定刮片系列長度為：200、225、250、275、30

11、0、325、350、400、450、500、550、600mm三、系統構成與功能描述三、系統構成與功能描述雨刮片真正的功能？雨刮片真正的功能？不就是將不就是將玻璃上的玻璃上的水刮水刮 干凈嗎？干凈嗎？三、系統構成與功能描述三、系統構成與功能描述其實它真正的功能是將玻璃表面的雨水抹平形成均一的水膜層，使光線順利穿過，不會產生折射和彎曲變形。這才是真正的作用三、系統構成與功能描述三、系統構成與功能描述系統總述系統總述系統構成與功能描述系統構成與功能描述性能與技術要求性能與技術要求系統設計與開發系統設計與開發 系統發展方向系統發展方向工作原理工作原理刮水洗滌的操控解析刮水洗滌的操控解析0.0.停止停

12、止 1.1.間歇刮水間歇刮水 2.2.慢速刮水慢速刮水 3.3.快速刮水快速刮水 4.4.點動刮水點動刮水 5. 5. 清洗清洗四、工作原理四、工作原理四、工作原理四、工作原理低速檔控制低速檔控制把組合開關的刮水手柄打到“”檔，電流從蓄電池正極 熔斷器 共用電刷 電樞繞組 低速電刷 開關觸點 搭鐵四、工作原理四、工作原理把組合開關的刮水手柄打到“”檔，電流從蓄電池正極 熔斷器 共用電刷 電樞繞組 高速電刷 開關觸點 搭鐵高速檔控制高速檔控制四、工作原理四、工作原理蓄電池正極 熔斷器 共用電刷 電樞繞組 低速電刷 開關觸點 觸點臂5 銅環9 搭鐵自動復位控制自動復位控制四、工作原理四、工作原理自

13、動復位控制自動復位控制四、工作原理四、工作原理 當組合開關刮水手柄打到間歇檔時，間歇刮水控制器開始工作，定時接通低速刮水繼電器，刮水器以間歇形式刮水，工作電路與低速電路相同。 間歇時間由間歇繼電器控制，利用電機的回位開關觸點與繼電器電阻電容的充放電功能使雨刮器按照一定周期刮掃。四、工作原理四、工作原理間歇運動控制間歇運動控制系統總述系統總述系統構成與功能描述系統構成與功能描述工作原理工作原理性能與技術要求性能與技術要求 系統發展方向系統發展方向系統設計與開發系統設計與開發一、產品設計流程一、產品設計流程二、產品運動校核二、產品運動校核三、制造工藝流程三、制造工藝流程四、設計開發案例四、設計開發

14、案例五、系統設計與開發五、系統設計與開發模具制造模具制造方案評方案評審審選型匹配選型匹配分析分析平臺化產品對比平臺化產品對比競爭車型分析競爭車型分析標桿車型分析標桿車型分析項項目目啟啟動動選型方案選型方案確定確定確定供應確定供應商商產品設計產品設計開發開發數模凍結數模凍結設計評設計評審審ET PTSOP樣件驗樣件驗證證五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品設計流程產品設計流程刮水器部件與刮水器部件與周邊部件的最周邊部件的最小間隙確認小間隙確認風窗玻璃刮水風窗玻璃刮水器器CAE運動分運動分析析風窗玻璃風窗玻璃及周邊件及周邊件數模數模刮 水 器刮 水 器系 統 數系 統 數模模法 規 要法 規

15、要求 及 約求 及 約束條件束條件刮水器周邊最刮水器周邊最小間隙的技術小間隙的技術要求要求確定玻璃確定玻璃A/B區數模區數模確定實際刮水確定實際刮水面積面積理論刮水面積理論刮水面積風窗風窗玻璃玻璃刮水刮水器運器運動校動校核報核報告告刮刮水水器器運運動動校校核核流流程程五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核按照GB 11562和GB 11555有關規定計算出目標車型的A、B區域的面積。一、風窗玻璃刮水器刮一、風窗玻璃刮水器刮刷面積校核刷面積校核 9電器電器電器電器電器電器四、刮水器的控制系統四、刮水器的控制系統1刮刷面積的要求刮刷面積的要求區域區域區域風擋玻璃1 1、理論、

16、理論A A、B B區面積區面積刮水器理論刮刷面積 五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核 A A區域：區域：A區域是下述從V點（即指V1和V2點），V1點和V2點分別為橢圓的上下邊界點, 向前延伸的4個平面與風窗玻璃外表面相交的交線所封閉的面積。這4個平面是： （1） 通過V1和V2點且在X軸的 左側與X軸成13角的鉛 垂平面。 （2） 通過V1點，與X軸成3仰 角且與Y軸平行的平面。 （3） 通過V2點，與X軸成1俯 角且與Y軸平行的平面。 （4） 通過V1和V2向X軸右側與 X軸成20角的鉛垂平面。 五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核B B區

17、域區域：B區域是指由下述4個平面所圍成的風窗外表面的面積，且距風窗玻璃透明部分面積邊緣向內至少25mm，以較小面積為準。 (1） 通過V1點，與X軸成7仰角且與Y軸平行的平面。 （2） 通過V2點，與X軸成5俯角且與Y軸平行的平面。 （3） 通過V1和V2點且在X軸的左側與X軸成17角的鉛垂平面。 （4） 以汽車縱向中心平面為基準面，且與（3）所述平面對稱的區域。五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核2 2、計算實際刮刷面積、計算實際刮刷面積并對比分析并對比分析根據CAE運動分析得到的實際圖形五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核雨雨刮刮及及玻玻璃璃

18、數數模模法法規規符符合合性性判判定定二、風窗玻璃刮水器最小間隙校核二、風窗玻璃刮水器最小間隙校核 1、根據國標有關規定確定風窗玻璃A區、B區2、根據整車有關裝配數模，建立刮水器連桿、刮臂等零部件之間的運動關系約束。在刮水器滿足刮刷面積的條件下，通過整個過程的運動分析，可得到刮水器與周邊件的最小間隙數據（見例圖）：五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核電機曲柄與周邊最小間隙 連接桿與周邊最小間隙 五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核3 3、校核結果、校核結果對比實際值和技術要求值，驗證目標車型是否滿足最小間隙技術要求。序號名稱內容間隙值（mm）1刮水

19、器連桿運動過程中與周圍零部件的最小間隙102刮水器刮刷臂運動過程中與周圍零部件的最小間隙103刮刷臂旋轉軸運動過程中與周圍零部件的最小間隙54后刮水器總成與周圍零部件的間隙5五、系統設計與開發五、系統設計與開發產品運動校核產品運動校核五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程配料密煉混煉過濾出料成型表面處理分割刮雨測試刮片刮片金屬件金屬件金屬件沖壓鉚中心釘粉末噴塗烘烤拆廢邊組裝包裝FQC檢驗出貨軸類精加工轉子組裝沖壓轉子片壓鑄壓鑄鋅鋁合金壓鑄機成形去毛刺，拋丸五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程1.1.電機生產工藝電機生產工藝工工程程步步驟：驟：工藝簡

20、介：工藝簡介：用高速成形沖床用高速成形沖床 沖制成電樞鐵芯沖制成電樞鐵芯電樞片成形及電樞鐵芯制作電樞片成形及電樞鐵芯制作五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程換向器、軸、轉子等換向器、軸、轉子等組裝組裝工程步驟：工程步驟：五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程工藝簡介：工藝簡介： 1.碳刷架與減速箱采用膠釘連接，可以自動調整位置，減少碳刷磨損；2.刷握、碳刷的鉚合接線，提高了線路的可靠性，而不采用焊接(減少虛焊的隱患)。 電機組裝電機組裝五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程電機組裝電機組裝工藝簡介：工藝簡介：1.滾動軸承又提供

21、軸向、徑向支撐使電樞部件支點適當，不會因為轉動發熱而影響工作；2.蝸輪齒形加厚，蝸桿齒形變薄實現等強度平衡。五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程2.2.聯動機構生產工藝聯動機構生產工藝聯動機構注塑聯動機構注塑工藝簡介：工藝簡介：通過注塑機給連桿注塑；做聯動機構部件。工程步驟工程步驟:五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程工藝簡介：工藝簡介：軸、球頭與擺桿鉚接組裝，完成后為聯動機構半成品。工程步驟工程步驟:聯動機構鉚接聯動機構鉚接五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程聯動機構組裝聯動機構組裝工藝簡介：工藝簡介：軸套、固定螺釘、擺

22、桿組件半成品組裝，完成后為擺桿組件。工工程程步步驟：驟：五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程工藝簡介：工藝簡介：擺桿組件、擺臂組件、連桿組件、揺桿組件組裝，完成后為聯動機構成品。工工程程步步驟：驟：聯動機構組裝聯動機構組裝五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程3.3.雨刷生產工藝雨刷生產工藝工藝簡介：工藝簡介：采用自動沖壓設備，配套自動送料矯正機，利用連續五金模將鋼材進行成型及沖裁。工工程程步步驟：驟：支架沖壓成型支架沖壓成型五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程支架表面涂裝（烤漆）支架表面涂裝（烤漆）工程步驟：工程步驟：五、

23、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程膠條制造膠條制造工藝簡介：工藝簡介：在液壓機上利用上下成對的模具，在模具上放入相應的橡膠塊，對模具加溫并用壓力合并上下模，使生膠硫化形成雨刷膠條的形狀，再進行分割處理。工工程程步步驟：驟：五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程雨刷組裝雨刷組裝工藝簡介：工藝簡介：采用自動流水線，用鉚釘、銷釘將支架各部分進行連接后穿上彈片及膠條，完成雨刷成品。工工程程步步驟：驟：五、系統設計與開發五、系統設計與開發制造工藝流程制造工藝流程 問題描述：問題描述：雨刮刮臂在運動到玻璃下邊時與下邊膠條干涉，在運動到上方時與側邊膠條干涉。五、系

24、統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例一、雨刮行程大，與玻璃膠條干涉一、雨刮行程大，與玻璃膠條干涉影響雨刮行程的因素：1、電機曲柄的長度。雨刮的運動行程大。五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例原因分析：原因分析：電機曲柄電機曲柄五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例影響雨刮行程的因素：2、聯動機構上的曲柄長度。連桿曲柄連桿曲柄連桿曲柄連桿曲柄 經過問題車與正常車輛的對比分析，發現雨刮電機上的曲柄長度不一致，正常車輛的雨刮電機曲柄長度為37mm，而問題車輛雨刮電機曲柄長度為37.8mm。 為確認問題原因，將電機曲柄長度為37mm的裝到

25、問題車輛上，行程合適。 確認雨刮行程大是由雨刮電機曲柄長度的不同而引起的。問題確認：問題確認：五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例 37.8mm的曲柄是雨刮廠家給其他主機廠配套的產品。雨刮廠家對其不同的產品沒有明確的標識區分，生產流程中也沒有相應的檢驗工序。深入調查得出真因：深入調查得出真因：五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例1.配套廠采取專檢措施，對操作工進行培訓,介 紹不同主機廠產品的區別，防止錯裝。2.我公司檢驗部門制作檢具，對曲柄長度進行專檢，防止不合格產品進入生產線體。解決措施：解決措施：五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案

26、例系統開發案例問題描述：由于后雨刮電機回位觸點與殼體有接觸現象，導致內部存在短路故障，造成電機燒保險。二、后雨刮電機燒二、后雨刮電機燒保險保險五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例原因分析：1、減速箱內回位腳偏長；2、回位觸點與減速箱底部間隙過小，只有0.2mm；二、后雨刮電機燒保險二、后雨刮電機燒保險五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例解決措施：解決措施：1、優化回位腳長度，將電機減速箱內回位腳長度減短3mm；2、對減速箱進行修模處理，使觸點處箱體尺寸下降1mm。二、后雨刮電機燒保險二、后雨刮電機燒保險五、系統設計與開發五、系統設計與開發系統開發案例系統開發案例系統總述系統總述系統構成與功能描述系統構成與功能描述工作原理工作原理系統設計與開發系統設計與開發 性能與技術要求性能與技術要求系統發展方向系統發展方向 智能雨刮智能雨刮 電動雨刮電動雨刮 真空雨刮真空雨刮 手動雨刮手動雨刮? ?六、系統發展方向六、系統發展方向1 1、 自動雨刮系統自動雨刮系統自動雨刮系統布置圖 六、系統發展方向六、系統發展方向 自動雨刮系統根據傳感器檢測到的雨量大小，自動啟動雨刮電機，控制雨刮速度，調整間歇時間，免去駕駛員的反復操作，提高駕駛安全性和舒適性。 它是在現有的